(57)【要約】【課題】  ジャンカ等のコンクリート欠陥を、硬化前に経済的に精度良く検出する方法及び装置を提供する。【解決手段】  コンクリート打設前の非導電性コンクリート型枠２の外面の一対の測点a0,a0の間に高周波電流を印加して該型枠の静電容量Q1を検出する第１工程と、上記コンクリート型枠２内へのコンクリート打込み作業の後であってその硬化前に、コンクリート型枠２の外側から第1の工程と同一箇所の一対の測点a0,a0の間に高周波電流を印加してコンクリート型枠２と該型枠内面に接するコンクリート外側部分の静電容量の和Q2を検出する第２工程と、第２工程で検出された静電容量Q2から、第１工程で検出された静電容量Q1を差し引いて硬化前のコンクリート外側部分の静電容量Qcを算出する第３工程と、第３工程で算出されたコンクリート外側部分の静電容量Qcを、予め定めた基準値ＱＬと比較して該基準値よりも小さいときにコンクリート欠陥有りと判定する。【選択図】  図１
2005300482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
打設中のコンクリートの欠陥を検出する方法において、
コンクリート打設前の非導電性コンクリート型枠２の外面の一対の測点a0,a0の間に高周波電流を印加して該型枠の静電容量Q1を検出する第１の工程と、
上記コンクリート型枠２内へのコンクリートの打込み作業の後であってコンクリートが硬化する前に、コンクリート型枠２の外側から第1の工程と同一箇所の一対の測点a0,a0の間に高周波電流を印加してコンクリート型枠２と該型枠内面に接するコンクリート外側部分6の静電容量の和Q2を検出する第２の工程と、
第２の工程で検出された静電容量Q2から、第１の工程で検出された静電容量Q1を差し引いて硬化前のコンクリート外側部分６の静電容量Qcを算出する第３の工程と、
第３の工程で算出されたコンクリート外側部分６の静電容量Qcを、予め定めた基準値ＱＬと比較して該基準値よりも小さいときにコンクリート欠陥有りと判定することを特徴とする、打設中のコンクリートの欠陥検出方法。
【請求項２】
打設中のコンクリートの欠陥を検出する方法において、
非導電性コンクリート型枠２内へのコンクリートの打込み後コンクリート硬化前に、コンクリート型枠の外面上の相互に接近した一対の第1測点ａ1，ａ1との間で高周波電流を印加することでコンクリート型枠２の静電容量Q1を、又、コンクリート型枠２の外面上の相互に遠隔した一対の第２測点ａ2，ａ2との間で高周波電流を印加することでコンクリート型枠２及びコンクリート型枠内面に接するコンクリート外側部分６の静電容量の和Q2を相前後してそれぞれ測定する工程と、
上記第2測点ａ2，ａ2の間で測定した静電容量Q2から、上記第１測点ａ1，ａ1との間で測定した静電容量Q1を差し引いて硬化前のコンクリート外側部分６の静電容量Qcを算出する工程と、
算出されたコンクリート外側部分６の静電容量Qcを、予め定めた基準値ＱＬと比較して該基準値よりも小さいときにコンクリート欠陥有りと判定することを特徴とする、打設中のコンクリートの欠陥検出方法。
【請求項３】
請求項２に記載したコンクリート欠陥検出方法において、上記第１測点ａ1，ａ1の間の距離をＬ1、第2測点ａ2，ａ2間の距離をＬ2としたときに、上記第１測点ａ1，ａ1間で測定した静電容量Q1に補正係数（Ｌ1／Ｌ2）を乗じた数値（Ｌ1／Ｌ2）Q1を上記Q1に代えて上記Qcの算出に用いることを特徴とする、コンクリートの欠陥検出方法。
【請求項４】
上記基準値ＱＬを、コンクリート型枠２及びコンクリート外側部分６の静電容量の和Ｑ2を測定する際の端子間距離Ｌ2が大きくなるのに対応して小となるＬ2の減少関数としたことを特徴とする、請求項1、請求項２又は請求項３記載のコンクリート欠陥検出方法。
【請求項５】
上記高周波電流の周波数を、10〜60ＭHzとしたことを特徴とする、請求項１乃至請求項４の何れかに記載したコンクリート欠陥検出方法。
【請求項６】
上記コンクリート型枠２の外面上において、上記各一対の測点a0,a0、第1測点ａ1，ａ1、乃至第２測点ａ2，ａ2のうち一方測点を、他方測点と同じ高さに位置させたことを特徴とする、請求項１乃至請求項５の何れかに記載のコンクリート欠陥検出方法。
【請求項７】
打設中のコンクリートの静電容量を非導電性コンクリート型枠２の外側から計測する装置であって、コンクリート型枠の静電容量Q1を測定するために相互に近距離を隔てた第1端子26,26と、コンクリート型枠及びコンクリート外側部分の静電容量の和Q2を測定するために相互に遠距離を隔てた第２端子28,28とを具備し、第２端子28,28間で測定した静電
容量から第1端子26,26間で測定した静電容量を差し引いてコンクリート外側部分の静電容量を計測することを特徴とする、打設中のコンクリート欠陥の検査装置。
【請求項８】
上記第1端子26,26及び第２端子28,28を、第1端子26,26を内側に、第２端子28,28を外側にほぼ一列に配列したことを特徴とする、請求項７記載の打設中のコンクリート欠陥の検査装置。
【請求項９】
上記第1端子26,26間への高周波電流の印加と、上記第２端子28,28間への高周波電流の印加とを時間差をおいて自動的に連続して行なうことが可能としたことを特徴とする、請求項７又は請求項８記載の打設中のコンクリート欠陥の検査装置。
【請求項１０】
打設中のコンクリートの静電容量を非導電性コンクリート型枠２の外側から計測する装置であって、２つの端子24,24の間の距離を、コンクリート型枠２の静電容量を測定するための第1距離Ｌ1と、コンクリート型枠及びコンクリート外側部分の静電容量の和を測定するために上記第1距離Ｌ1よりも大とした第２距離Ｌ2の何れかに選択可能とし、第２距離Ｌ2で測定した静電容量Q2から第１距離Ｌ1で測定した静電容量Q1を差し引いてコンクリート外側部分の静電容量を計測することを特徴とする、打設中のコンクリート欠陥の検査装置。
【請求項１１】
算出したコンクリート外側部分の静電容量Qcの大きさに応じて、該静電容量とその静電容量の大きさを有するコンクリート欠陥を修復するために必要な振動時間との関係について予め作成された換算テーブルに基づいて所要振動時間に関する情報を表示するように設定したことを特徴とする、請求項７乃至請求項10の何れかに記載した、打設中のコンクリート欠陥の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打設中のコンクリート欠陥検出方法及び該欠陥の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物において、ジャンカなどのコンクリート欠陥はその強度を大きく損なうため、有効な対策を講ずる必要がある。従来、合板などで形成した非導電性コンクリート型枠内で養生中のコンクリートの状況は外部からは観察できないため、コンクリートが硬化して型枠を外したのち、ジャンカ部分にモルタルなどで補修していたが、補修部分と周囲のコンクリートとの一体性が確保し難く、長期間に亘って品質を保証し得ないため、コンクリートの硬化前にジャンカなどを発見して修復することが強く望まれている。
【０００３】
ここでジャンカ・空隙等の不良箇所を周囲の充填部分から見分ける方法としては、次のものが提案されている。
(1)両部分の密度の差を、被検査面を叩いたときの音で判別する打音検査（特許文献１）。
(2)両部分の熱容量の差を、型枠外面への赤外線照射後の加熱状態としてサーモグラフィ技術で判別する方法（特許文献２）。
(3)両部分の静電容量の差を、型枠内面に設置した検出部で検出する方法（特許文献３）。
【特許文献１】特開２００１−２０１４８９号
【特許文献２】特開平11−１８３４１５号（段落０００９）
【特許文献３】特許２８３６７９９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
(1)の方法は、人の聴覚での判定が主であり、精度が低い。
【０００５】
(2)の方法は、サーモグラフィで判定できる温度差を短時間に発生させるためには、型枠に特殊な高熱伝導率の材料を使用しなければならず、コスト高となり、又、コンクリート充実部分とジャンカとを判別するほどの精度は得られない。
【０００６】
(3)の方法では、検出部はコンクリート中に埋め込まれたままとなり、繰返し使用できないので、不経済である。
【０００７】
本発明は、コンクリート硬化前に経済的にかつ精度良くジャンカ等を検出するために、非導電性コンクリート型枠の外側から計測したコンクリート外側部分の静電容量を、基準値と対比することとしたコンクリート欠陥の検出方法及び該欠陥の検出装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第1の手段は、打設中のコンクリートの欠陥を検出する方法において、
コンクリート打設前の非導電性コンクリート型枠２の外面の一対の測点a0,a0の間に高周波電流を印加して該型枠の静電容量Q1を検出する第１の工程と、
上記コンクリート型枠２内へのコンクリートの打込み作業の後であってコンクリートが硬化する前に、コンクリート型枠２の外側から第1の工程と同一箇所の一対の測点a0,a0の間に高周波電流を印加してコンクリート型枠２と該型枠内面に接するコンクリート外側部分の静電容量の和Q2を検出する第２の工程と、
第２の工程で検出された静電容量Q2から、第１の工程で検出された静電容量Q1を差し引い
て硬化前のコンクリート外側部分６の静電容量Qcを算出する第３の工程と、
第３の工程で算出されたコンクリート外側部分６の静電容量Qcを、予め定めた基準値ＱＬと比較して該基準値よりも小さいときにコンクリート欠陥有りと判定することを内容としている。
【０００９】
尚、本明細書において、「コンクリート欠陥」とは、コンクリートの充填不良（空隙）やジャンカなど、コンクリート打込みの際及び硬化中に生ずる不良をいう。
【００１０】
又、「第1の工程と同一箇所」とは、コンクリート欠陥の検出に支障の範囲で同一と認められる範囲をいい、特に作業者が目視により同一箇所と認めれば足りる。
【００１１】
第２の手段は、打設中のコンクリートの欠陥を検出する方法において、
非導電性コンクリート型枠２内へのコンクリートの打込み後コンクリート硬化前に、コンクリート型枠の外面上の相互に接近した一対の第1測点ａ1，ａ1との間で高周波電流を印加することでコンクリート型枠２の静電容量Q1を、又、コンクリート型枠２の外面上の相互に遠隔した一対の第２測点ａ2，ａ2との間で高周波電流を印加することでコンクリート型枠２及びコンクリート型枠内面に接するコンクリート外側部分６の静電容量の和Q2を相前後してそれぞれ測定する工程と、
上記第2測点ａ2，ａ2の間で測定した静電容量Q2から、上記第１測点ａ1，ａ1との間で測定した静電容量Q1を差し引いて硬化前のコンクリート外側部分６の静電容量Qcを算出する工程と、
算出されたコンクリート外側部分６の静電容量Qcを、予め定めた基準値ＱＬと比較して該基準値よりも小さいときにコンクリート欠陥有りと判定することを内容としている。
【００１２】
第３の手段は、上記第2の手段に係るコンクリート欠陥検出方法において、上記第１測点ａ1，ａ1の間の距離をＬ1、第2測点ａ2，ａ2間の距離をＬ2としたときに、上記第１測点ａ1，ａ1間で測定した静電容量Q1に補正係数（Ｌ1／Ｌ2）を乗じた数値（Ｌ1／Ｌ2）Q1を上記Q1に代えて上記Qcの算出に用いたものである。
【００１３】
これは、コンデンサの電気容量（静電容量）の公式Ｑ＝ε×（Ｓ／ｄ）に基づいて端子間距離の増加による静電容量の減少を補正するものである。尚、上記公式中Ｓは極板の面積、ｄは極板間距離、εは被誘電率である。
【００１４】
第４の手段は、第1の手段、第２の手段、第３の手段を有し、かつ上記基準値ＱＬを、コンクリート型枠２及びコンクリート外側部分６の静電容量の和Ｑ2を測定する際の端子間距離Ｌ2が大きくなるのに対応して小となるＬ2の減少関数としている。
【００１５】
この基準値ＱＬは、コンクリート型枠２及びコンクリート外側部分６の静電容量の和Ｑ2を測定する際の端子間距離Ｌ2に反比例として数式ＱＬ＝Ａ／Ｌ2（Ａは定数）で定義することができ、コンクリート型枠２から比較的小さな奥行きの範囲を考慮すれば足りる箇所（例えば比較的薄いコンクリート壁に対応する箇所）では、上記数式によりコンクリート欠陥を高精度に判別できるものと期待できる。
【００１６】
第５の手段は、上記第１の手段乃至第４の手段の何れかを有し、かつ上記高周波電流の周波数を、10〜60ＭHzとしている。
【００１７】
第６の手段は、上記第1の手段乃至第５の手段の何れかを有し、かつ上記コンクリート型枠２の外面上において、上記各一対の測点a0,a0、第1測点ａ1，ａ1、乃至第２測点ａ2，ａ2のうち一方測点を、他方測点と同じ高さに位置させたことを内容としている。
【００１８】
第７の手段は、打設中のコンクリートの静電容量を非導電性コンクリート型枠２の外側から計測する装置であって、コンクリート型枠の静電容量Q1を測定するために相互に近距離を隔てた第1端子26,26と、コンクリート型枠及びコンクリート外側部分の静電容量の和Q2を測定するために相互に遠距離を隔てた第２端子28,28とを具備し、第２端子28,28間で測定した静電容量から第1端子26,26間で測定した静電容量を差し引いてコンクリート外側部分の静電容量を計測するように構成している。
【００１９】
第８の手段は、上記第７の手段を有し、かつ上記第1端子26,26及び第２端子28,28を、第1端子26,26を内側に、第２端子28,28を外側にほぼ一列に配列している。
【００２０】
第９の手段は、上記第７の手段又は第８の手段を有し、かつ上記第1端子26,26間への高周波電流の印加と、上記第２端子28,28間への高周波電流の印加とを時間差をおいて自動的に連続して行なうことが可能としている。
【００２１】
第10の手段は、打設中のコンクリートの静電容量を非導電性コンクリート型枠２の外側から計測する装置であって、２つの端子24,24の間の距離を、コンクリート型枠２の静電容量を測定するための第1距離Ｌ1と、コンクリート型枠及びコンクリート外側部分の静電容量の和を測定するために上記第1距離Ｌ1よりも大とした第２距離Ｌ2の何れかに選択可能とし、第２距離Ｌ2で測定した静電容量Q2から第１距離Ｌ1で測定した静電容量Q1を差し引いてコンクリート外側部分の静電容量を計測するように構成している。
【００２２】
第11の手段は、上記第７の手段又は第10の手段を有し、かつ算出したコンクリート外側部分の静電容量Qcの大きさに応じて、該静電容量とその静電容量の大きさを有するコンクリート欠陥を修復するために必要な振動時間との関係について予め作成された換算テーブルに基づいて所要振動時間に関する情報を表示するように設定している。
【００２３】
ここで「換算テーブル」とは、既述基準値を下回るコンクリート外側部分６の静電容量と、その静電容量を有するコンクリート外側部分が有するコンクリート欠陥を補修するための所要振動時間とを、相互に関連付けた対応表であって、電子回路その他適宜手段に記録されたものをいう。
【発明の効果】
【００２４】
第1の手段及び第２の手段に係る発明によれば、次の効果を奏する。
○コンクリート型枠２の外部から静電容量を測定することができ、その測定センサをコンクリート内部に埋め込む必要がないので、経済的である。
○コンクリートの空隙部分から充実部分までの静電容量には巾があるので、空隙部分はもちろんジャンカ部分まで周囲の充実部分から明瞭に区別できる。
【００２５】
第１の手段に係る発明によれば、コンクリート打設前に予め非導電性コンクリート型枠２の静電容量を直接測定するから、最も単純な方法であって誤差を生じる余地が少なく、より確実にコンクリート部分の静電容量を計測できる。
【００２６】
第２の手段に係る発明によれば、コンクリート型枠２上で短く隔てた第1測点ａ1，ａ1間での測定で型枠自体の静電容量を測定するから、コンクリートの打込みの前後２回に亘って測定作業をする必要がなく、作業が大幅に簡単となる。
【００２７】
第３の手段に係る発明によれば、コンクリート型枠の静電容量を補正して、コンクリート外側部分の静電容量の算出に使用するから、その算出値の精度が高まる。
【００２８】
第４の手段に係る発明によれば、基準値をコンクリート型枠２及びコンクリート外側部
分６の静電容量の和Ｑcを測定する際の端子間距離Ｌ2が大きくなるのに対応して小となるＬ2の減少関数とすることでコンクリート欠陥を確実に検出することができる。
【００２９】
第５の手段に係る発明によれば、上記高周波電流の周波数を、10〜60ＭHzとしたから、ジャンカなどのコンクリート欠陥を周囲のコンクリート部分から、より明確に区別できる。
【００３０】
第６の手段に係る発明によれば、ジャンカの修復のための所要振動時間を決定する要素となる型枠上の高さが同じ箇所に２つの測点を設定したから、ジャンカの修復作業をより的確に行なうことができる。
【００３１】
第７の手段に係る発明によれば、近距離用の第1端子26,26と遠距離用の第２端子28,28とをそれぞれ設けたから、これら端子を型枠上の外面に当てるだけで簡単にジャンカなどの有無を判別でき、操作が簡単である。
【００３２】
第８の手段に係る発明によれば、上記第1端子26,26及び第２端子28,28を、第1端子26,26を内側に、第２端子28,28を外側にほぼ一列に配列したから、それら第1端子26,26の間に所要被検査点を位置させることで該検査点での静電容量を確実に計測することができる。
【００３３】
第９の手段に係る発明によれば、上記第1端子26,26間への高周波電流の印加と、上記第２端子28,28間への高周波電流の印加とを時間差をおいて自動的に連続して行なうことが可能なので、利用者の操作の手間が省け、作業効率が高まる。
【００３４】
第10の手段に係る発明によれば、２つの端子24,24の距離を可変としたので、これら両端子を操作するだけでコンクリート外側部分の静電容量の算出に必要なデータが計測できる。
【００３５】
第11の手段に係る発明によれば、算出したコンクリート外側部分の静電容量Qcの大きさに応じて、予め作成された換算テーブルに基づいて所要振動時間に関する情報を表示したから、該情報に基づいてジャンカ等の補修作業を極めて容易に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１から図５は、本発明の第１の実施形態に係るコンクリート欠陥の検出方法を示している。この方法は、コンクリートの打込みの前後に亘ってそれぞれ静電容量を測定するものである。
【００３７】
図１は、上記検出方法の原理図を示している。同図中、２は、コンクリート型枠であり、Ａは、コンクリート型枠外面上の静電容量の観測箇所であり、更にa0,a0は観測箇所中の２つの測点である。又、上記コンクリート型枠２内にはコンクリート４が充填されており、６は、そのコンクリートの外側部分、20はコンクリート欠陥の検出装置である。該装置により上記２測点間に高周波電流を印加すると、上記コンクリート型枠２及びコンクリート外側部分６はそれぞれ並列接続されたコンデンサＣ1、Ｃ2として機能し、コンクリート型枠２の静電容量Q1及びコンクリート外側部分の静電容量Ｑcとの和Q2が測定されることとなる。
【００３８】
図２は、本発明方法によって検査するコンクリート型枠２と、該検査に使用するコンクリート欠陥検出装置20とを示している。
【００３９】
コンクリート型枠２は、鋼材などの導電体で形成すると上記原理図において回路の短絡を生じてしまうので、合板やセメント成形板の如き非導電性材料で形成する。これら合板
型枠などの静電容量は、その含水率に左右されるため、コンクリートの打込み作業の度に測定する必要がある。又、コンクリート型枠２の厚さは、コンクリート外側部分の静電容量の測定が困難とならない程度の大きさとするものとし、例えば合板であれば９〜15ｍｍ、特に12ｍｍとすると好適である。又、コンクリート型枠２の外面には複数の観測箇所Ａ1、Ａ2…を設定する。図示例では、各観測箇所Ａ1、Ａ2…をコンクリート型枠２の外面下部に水平方向に等間隔を存して配列しているが、コンクリート型枠の外面に亘って満遍なく測定できればどのように配置しても良い。
【００４０】
本実施形態のコンクリート欠陥検出装置20は、既知の水分測定計と同一構造・同一原理のもので、平坦な当接面22に２つの端子24、24を有し、被検査面にそれら端子を接触させて両端子間に高周波電流を印加することで被検査体の静電容量を測定することができるように構成している。上記両端子24、24の間の距離Ｌは、30〜60mm程度とすることが好ましく、30mm以下の距離となると、測定した静電容量のうちコンクリート型枠の寄与分に比べてコンクリート外側部分の寄与分が小さくなり過ぎるので、コンクリート外側部分の静電容量を正確に測定し難い。又、60mm以上の距離となると、例えば両測点間に小さなジャンカなどがあった場合に、このジャンカとその周囲のコンクリート充填部分とを併せたものの静電容量を測定することとなるため、小さなジャンカを精度良く検出することが難しい。
【００４１】
本発明方法を実施するときには、次の手順で行う。
(1)コンクリート型枠２の外面に所要数の観測箇所Ａ1、Ａ2…を示す目印を付する。
【００４２】
本実施形態では、上述の如くコンクリートの打込みの前後に亘って静電容量を測定するため、その測点を明確にする必要がある。
(2)コンクリートの打込み前に各観測箇所Ａ1、Ａ2…について静電容量を測定する。
【００４３】
各観測箇所Ａ1、Ａ2…において、上記検出装置20の両端子24、24を型枠の被検査面に当接すると、これら当接点を測点a0,a0としてこれら両点間のコンクリート型枠２部分の静電容量Q1が測定されるので、この測定値を各観測箇所Ａ1、Ａ2…毎に記録しておく。このとき型枠２に印加する高周波電流の周波数は10〜60ＭＨｚとすることが望ましい。この数値の根拠については後述する。
(3)コンクリートの打込み後に各観測箇所Ａ1、Ａ2…について静電容量を測定する。
【００４４】
コンクリートの打込み後硬化が完了する前に、上記各観測箇所Ａ1、Ａ2…において、上記検出装置20の測定端子24、24を被検査面に当接すると、それらの当接点を測点a0,a0としてコンクリート型枠２及びコンクリート外側部分６の静電容量の和Q2を測定することができる。尚、コンクリート欠陥の補修のための振動時間は、該欠陥の高さに左右されるので、上記両測点a0,a0は、同じコンクリート型枠２上の同じ高さにとると良い。
【００４５】
下記の表は、図２に示す様なコンクリート打設現場において、端子間距離をＬ＝40mmとし、又、印加電流の周波数を20MHzとして、各観測箇所における打込み前後の静電容量Q1、Q2を測定した結果を示している。同表には、これら測定値のうち後者から前者を差し引いた数値を併せて掲げており、これは測点a0,a0間のコンクリート外側部分の静電容量Qcに相当している。
【００４６】
【表１】
2005300482.tif 000003
【００４７】
(4)打込み前後の静電容量の差を、基準値ＱＬと比較して欠陥の有無を判定する。
【００４８】
上述の端子間距離L＝40mmでの基準値は後述の実験によれば100pFである。上記各観測箇所Ａ1…におけるコンクリート外側部分の静電容量Qcを、上記基準値に比較すると、表１中のＡ6の測定値のみ90pFであり、従ってこの場所にはジャンカなどのコンクリート欠陥８が発生しており、他の箇所のコンクリートは健全であると判断される。
【００４９】
図３及び図４は、出願人が本願方法の基準値ＱＬを決定するために行なった実験の説明図である。
【００５０】
上記図３は、空隙部の静電容量の測定実験に係る試験体12を示しており、該装置は、コンクリート型枠２の前壁内面に、模擬空隙部14としての発泡スチロール板を貼り付け、残りのコンクリート型枠内部分にコンクリート４を充填してなる。模擬空隙部14の厚さが10mm,20mm,40mmの3タイプの試験体を用意し、これらを、型枠内部全てにコンクリートを充填したもの（コンクリート充填体という）と対比して実験し、その結果を表２を示している。尚、上記コンクリート型枠2の左右巾及び高さは400mm、奥行きは150mmである。又、測定に使用したのは、端子間距離40mmのコンクリート欠陥検知装置である。
【００５１】
【表２】
2005300482.tif 000004
【００５２】
この表から判る通り、欠陥の存しないコンクリート充填体（試験体No1,2）での２箇所の静電容量は、それぞれ126ｐＦ、121ｐＦであるのに対して、厚さ10mm,20mm,40mmの模擬空隙部14での静電容量は、67pF、36F、14pFであった。即ち、模擬空隙部の厚さがコンクリート欠陥検出装置の端子間距離の1/4倍、1/2倍,1倍であるときの静電容量は、それぞれ約1/2倍、約1/4倍、約1/10倍となっていることが判る。つまり上記コンクリート型枠２内に少しでも空隙があると、静電容量の測定値は急激に減少する。
【００５３】
上記図４は、空隙部の静電容量の測定実験に係る試験体16を示しており、該装置は、コンクリート型枠２の前壁内面に、上記コンクリート型枠２の前壁内面の左右方向中間部に沿って模擬ジャンカ18を形成している。該模擬ジャンカは、横断面コ字形のアクリル製仕切り材（図示せず）内に砕石を投入するとともに、残りのコンクリート型枠内部分にコンクリート４を充填した後に上記仕切り材を上方に引き抜いてなる。模擬ジャンカの厚さがともに20ｍｍで左右方向の巾が10cm及び20cmの２タイプの試験体を用意し、これら試験体のジャンカ部分とその周囲の充填部分(コンクリートが実密に詰まった状態の部分をいう。以下同じ)との静電容量を測定した。尚、上記コンクリート型枠2の左右巾及び高さは400mm、奥行きは150mmである。
【００５４】
【表３】
2005300482.tif 000005
【００５５】
この表によれば、ジャンカ巾10cmの実験体のジャンカ部分及び充填部分の静電容量は、それぞれ54pF及び114pFであり、他方、ジャンカ巾20cmの実験体のジャンカ部分及び実密充填部分の静電容量は、それぞれ43pF及び106pFであった。左右巾10cm、20cmのジャンカ部分の静電容量54pF、43pFは、表2に示した厚さ10cm、20cmの空隙部の静電容量36F、14pFよりは、実密なコンクリート充填部分の静電容量に近いけれども、それでもなお該充填部分とは明瞭に区別できることが判る。
【００５６】
以上のことから、コンクリート欠陥検出装置の端子間距離が40mmである場合、基準値ＱＬを100pFとすればコンクリート欠陥とコンクリート充填部分とを区別できる。
【００５７】
端子間距離が40mm以外の場合も、上述のような実験を行って基準値を決定すれば良い。もっとも既述のコンデンサの電気容量の公式Ｑ＝ε×（Ｓ／ｄ）によれば、端子間距離が大となるときには基準値も減少することとなるので、端子間距離Ｌが上記40mmよりもやや大きい程度であれば、Ｌ＝40mmでの基準値QＬをそのまま用いても差し支えない。又、上記静電容量の公式より、端子間距離Ｌに対する基準値の近似式としてQＬ＝100×（40／Ｌ）［pF］を用いることもできる。
【００５８】
下記の表４は、図４に示す模擬ジャンカ付きコンクリート試験体に関して、水−セメント比、単位水量、モルタル量をさまざまに変更して静電容量の対比実験を行なった結果である。この実験には上述の端子間距離Ｌ＝40mmの欠陥検出装置を用いている。
【００５９】
その実験結果からは、コンクリートの水−セメント比、単位水量、モルタル量を変化させても、同一の基準値ＱＬ＝100pFを用いてコンクリート欠陥の判定をすることができることが分る。
【００６０】
又、静電容量の低い観測箇所に振動を加えてジャンカを解消させると、周囲のコンクリート部分と同程度まで静電容量が回復することから、静電容量の低さが間違いなくジャンカの存在に起因することも判る。
【００６１】
【表４】
2005300482.tif 000006
【００６２】
図５は、本発明方法に使用する高周波電流の周波数を特定するための実験装置を示している。
【００６３】
この実験装置は、上面開口の容器50内に２枚の平板状の端子52,52を間隔を存して挿入し、これら両端子間に加える高周波電流の周波数及び電圧を変化できるように構成したものである。該装置内に、水、モルタル、絶乾状態の砂を入れて、上記周波数を変更してそれぞれの静電容量を測定した結果を、下記の表５に示す。尚、容器の大きさは、奥行き・高さともに40mmであり、又、測定時の温度は約10℃である。又、印加した電流の電圧は、100mVである。  
【００６４】
【表５】
2005300482.tif 000007
【００６５】
同表中、空気の静電容量はコンクリート型枠中の空隙部の静電容量に、砂の静電容量は、ジャンカの静電容量に、モルタルの静電容量はコンクリートの実密充填部分にそれぞれ相当する。又、同表中の水の静電容量は、例えば水とセメントとの混合が不十分な結果としてコンクリート中で含水率が高い部分の静電容量に相当するものと考える。現実には、水はセメントよりも比重が小さいので、打設コンクリート内の一部に、欠陥に相当するほど含水率の高い部分ができることは稀なのであるが、念のためにこのような部分も想定して周波数帯を設定するものとする。こうしたコンクリート欠陥から健全なコンクリート部分を区別するためには、モルタルの静電容量が空気・砂・水の静電容量の何れとも異なることが必要である。
【００６６】
表５を見ると、１〜10MHzの低い周波数帯では、厚さ10mmの場合と厚さ20 mm,40mmの場合とでモルタルの静電容量の測定値が極端に相違し、信頼性のある測定値が得られない。又、80ＭＨzの周波数帯では、モルタルの静電容量は、厚さ10mm，20mm,40mmのそれぞれに関して、14pF、11.2pF、8.9pFと非常に小さく、他の空気・砂・水との差異が数pF程度しかないのでこれらを区別できない。その他の周波数帯では、空気・砂の静電容量はモルタルの静電容量の１／１０以下程度であるので、空気・砂とモルタルとの識別は可能である。従って、単に空隙及びジャンカ部を検出するためには、表５中の１〜10MHzの低周波数帯と80MHz前後の高周波数帯とを除いて、おおよそ10〜60MHzの範囲で測定すれば良い。
【００６７】
又、表５によれば、水の静電容量は、低周波数帯ではモルタルの静電容量とほぼ同じかこれよりも小さく、20〜40MHz前後のピーク部分でモルタルの静電容量との差が最大となるので、コンクリート構造物のうち含水率の大きい脆弱部分を検出しようとすれば、モルタルの静電容量のピーク部分で測定することが特に好適である。このピーク部分は端子間距離が40mmである場合には10〜30pFとすることが望ましい。
【００６８】
図６及び図９は、本発明の第2の実施形態に係るコンクリート欠陥の検出方法の実施に適したコンクリート欠陥検出装置20を示している。
【００６９】
この装置は、把手30付きの本体32から頸部34を介して前方突設したヘッド36の先端面を、当接面とするとともに、該当接面の左右方向両側にコンクリート型枠２及びコンクリート外側部分６の静電容量測定用の一対の第1端子26,26を、又、上記当接面の左右方向中間部に、コンクリート型枠２の静電容量測定用の第２端子28,28を、それぞれ形成し、本体32乃至把手30の適所に付設した釦（図示せず）を押すことで静電容量の測定が可能としたものである。
【００７０】
上記ヘッド36は、第1端子26,26間の距離を10〜20mmに、第２端子28,28間の距離30〜60mmに設定しており、これにより、第1端子間でコンクリート型枠２のみの静電容量Q1を、又第2端子28,28間でコンクリート型枠２及びコンクリート外側部分６の静電容量の和Q2をそれぞれ測定できるように構成している。各第１、第２端子はそれぞれ縦線状に形成しているが、その形状は適宜変更することができる。又、図示例では、一対の第１端子26,26の両側に各第２端子28,28を鉛直線Cに対して対称に形成し、上記当接面をコンクリート型枠２上の被検査面へ押し当てたままで第1端子26,26間の静電容量、及び第2端子28,28間の静電容量を順次測定することでヘッド36を動かすことなく、所定観測箇所でのコンクリート外側部分の静電容量を計測できるように構成している。
【００７１】
又、本体は、制御部としてのマイクロコンピュータを内蔵しており、第1端子26,26間に高周波電流を印加してコンクリート型枠２の静電容量Q1を測定した後、該型枠内電荷の放電時間（通常は１乃至２秒程度）をおいて第2端子28,28間への高周波電流の印加によりコンクリート型枠２及びコンクリート外側部分６の静電容量の和Q2を測定することを、ワンタッチ操作で可能としている。尚、高周波電流は第２端子28,28の間に印加した後に第１端子26,26の間に印加しても良いことはいうまでもない。
【００７２】
尚、上記測定操作において、第2端子28,28間で測定するコンクリート型枠２の静電容量は、第2端子に接する第2測点ａ2，ａ2の間のコンクリート型枠部分の静電容量であり、他方、第1端子26,26間の測定するコンクリート型枠２は静電容量は、第1端子26,26に接する第1測点ａ1，ａ1のコンクリート型枠部分の静電容量であって、両者は相違する。従って第２測点ａ2，ａ2間距離をＬ2とし、第１測点ａ1，ａ1間距離をＬ1とすると、第1端子間で測定した静電容量Q1に補正係数（Ｌ1／Ｌ2）を乗じた数値を、上記上記第２端子間で測定した静電容量Qcから差し引かないと、第２測点間のコンクリート外側部分の静電容量を正確に求めることができない。即ち、Qc＝Q2  −Q1  ×（Ｌ1／Ｌ2）である。この式は、上記本体32のマイクロコンピュータに記憶させ、自動的に補正を行なうように構成すると良い。
【００７３】
上記本体32の上面には、コンクリート欠陥の判定表示部40を形成する。この表示部は、観測箇所におけるコンクリート外側部分の静電容量の大きさに応じて、該測定が基準値ＱＬを超えるときには正常ランプ40ａが、又、上記測定値が基準値をやや下回る程度のときには軽度警告ボタン40ｂが、更に上記測定値が基準値を大きく下回るときには重度警告ボタン40ｃがそれぞれ点灯するように構成してもよい。利用者は、この警告の程度に応じてコンクリート欠陥の発生箇所に対する加振時間を調整することができる。表示部の表示方法は適宜変更できるものとし、測定されたコンクリート外側部分６の静電容量を直接数値で直接表示するものとしても良く、又、軽度・重度という区分けの警告ランプの代わりに、基準値を下回る程度に対応する所要振動時間を各ランプに沿えて表示しても良い。又、本体に内蔵するマイクロコンピュータに、静電容量の大きさと、これに対応するコンクリート欠陥を修復するのに必要な所要振動時間とを、相互に相応させて有する換算テーブルを記録させ、測定値に対応して所要振動時間を表示するものとしても良い。
【００７４】
上記頸部34には上下方向への首振りを可能とする揺動機構34ａを形成している。
【００７５】
上記構成において、コンクリート型枠２の外面に、コンクリート欠陥検出装置20の当接面22を当てると、該装置は、第1端子26,26の間の静電容量、及び第２端子28,28間の静電容量を順次測定し、補正処理をして、観測箇所におけるコンクリート外側部分の静電容量を計測する。
【００７６】
図９は、第２実施形態の変形例であり、上記ヘッド36の当接面に、上述の如く４本の端子を設ける代わりに、一対の端子24,24を設け、そのうちの少なくとも一方（図示例では両方）を可動としたものである。これら両端子24,24は、同図に実線で示す如くコンクリート型枠２及びコンクリート外側部分の静電容量の和を測定可能な距離Ｌ2と、コンクリート型枠２の静電容量を測定可能な距離Ｌ1との間を、ワンタッチで調整することが可能に構成する。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第1実施形態に係るコンクリート欠陥検出方法の原理図である。
【図２】図１の方法を適用するコンクリート型枠の正面図である。
【図３】本発明方法の効果確認のために使用する一の試験体である。
【図４】本発明方法の効果確認のために使用する他の試験体である。
【図５】本発明方法を実施すべき周波数帯を調べるための実験装置である。
【図６】本発明の第２実施形態の実施に適したコンクリート欠陥の検出装置の側面図である。
【図７】図６の装置の上面図である。
【図８】図６の装置を後上方方から見た斜視図である。
【図９】図６の装置の要部変形例である。
【符号の説明】
【００７８】
２…コンクリート型枠  Ａ…観測箇所  a0…測点  a1…第1測点  a2…第2測点
４…コンクリート  ６…コンクリート外側部分  ８…コンクリート欠陥
12…試験体  14…模擬空隙部  16…試験体  18…模擬ジャンカ  
20…コンクリート欠陥検出装置  24…端子  26…第1端子 28…第２端子  
30…把手  32…本体  34…頚部  34ａ…首振り機構  36…ヘッド  
40…判定表示部  40ａ…正常ランプ  40ｂ…軽度警告ランプ  
40ｃ…重度警告ランプ
50…容器  52…端子
Q1…コンクリート型枠の静電容量
Q2…コンクリート型枠及びコンクリート外側部分の静電容量  
Qc…コンクリート外側部分の静電容量  ＱＬ…基準値
【図１】
2005300482.tif 000008
【図２】
2005300482.tif 000009
【図３】
2005300482.tif 000010
【図４】
2005300482.tif 000011
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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